Экспериментальное исследование влияния слабых циклических воздействий на сопротивление сыпучих материалов срезу

• Автор: Косых, Владимир Петрович
• Шифр специальности: 01.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 109 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава I. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СРЕЗА СЫПУЧЕГО
МАТЕРИАЛА ПРИ ОДНОВРЕМЕННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА НЕГО ПОСТОЯННОЙ СТАТИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ И СЛАБЫХ ВИБРАЦИЙ
1.1 Экспериментальный стенд
1.2 Методика проведения экспериментов
1.3 Результаты исследований
Выводы
Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СРЕЗА СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА ПРИ ОДНОВРЕМЕННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА НЕГО СТАТИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ И СЛАБЫХ УДАРОВ
2.1 Экспериментальный стенд
2.2 Методика статических испытаний сыпучих материалов
на срез
2.3. Исследование процессов деформирования сыпучего материала под действием постоянной срезывающей силы и многократно повторяющихся слабых ударов
2.4. Исследование релаксации усилий упругого элемента под действием длительных слабых ударов
2.5. Устойчивость тяжелой колонны
Выводы
Глава 3. ОБРАЗОВАНИЕ ВРЕМЕННЫХ СТРУКТУР ЗА
ПЕРИОДИЧЕСКИ ПЕРЕМЕЩАЮЩЕЙСЯ ПОДПОРНОЙ СТЕНКОЙ
3.1. Экспериментальный стенд
3.2. Результаты экспериментальных исследований
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Совершенствование технологических схем безопасного и рационального извлечения полезных ископаемых невозможно без знания закономерностей деформирования породных массивов.
Горные породы обладают многообразием и сложностью механических свойств. Зернистость породной структуры, слоистость, трещиноватость, различного рода включения нарушают физическую сплошность массива, в результате чего он оказывается разбитым на отдельные структурные элементы, блоки различных масштабных уровней
Сыпучие материалы обладают более простыми реологическими свойствами, но при этом сохраняют основные признаки горной породы: внутреннее трение и дилатансию. Поэтому, с одной стороны сыпучие материалы выступают как модель горного массива, а с другой они сами по себе являются горными породами (руда, дробленая горная масса, уголь и т.п.).
Горные породы в массиве находятся под действием долговременных статических нагрузок. В процессе добычи полезных ископаемых они дополнительно подвергаются многократным квазистатическим и динамическим воздействиям различной интенсивности. Для успешного решения возникающих при этом задач необходимо располагать данными о закономерностях деформирования геоматериалов при соответствующих статических напряженных состояниях и наложенных на них повторяющихся динамических и квазистатических нагрузках.
Как известно, основным видом деформации, вызывающим разрушение сыпучих материалов, является срез. Поэтому определение закономерностей развития деформаций среза, вызываемых в них заданной статической срезывающей силой и циклическими динамическими и

(грансостав, форма частиц, коэффициент межчастичного трения, удельного веса и т.д.). Если опыты проводятся с одним и тем же материалом при постоянной амплитуде колебаний и величине срезывающего момента, то Ь зависит только от степени упаковки материала.
На аналогию с процессом накопления повреждений и последующего разрушения твердых тел указывают также следующие эксперименты. Если ротор предварительно провернуть в материале (разрушить упаковку вблизи ротора), то последующее деформирование под действием момента, меньшего критического начинается сразу со второй стадии. Первая стадия процесса исчезает. Это проявляется даже при М=0,ЗМ* и ускорении 0.
Учитывая, что в повторных экспериментах невозможно точно выдержать все условия подготовки и нагружения материала из (1.7) следует неизбежный разброс значений Т*. При создании исходной упаковки и последующем приложении нагрузки образец принимает определенное состояние. Это состояние определяется всей его предисторией. Сыпучий материал является системой многих частиц, поэтому существует практически бесконечное число вариантов их укладки при одинаковых внешних параметрах формирования образца и его последующего нагружения. Определить заранее, какой именно вариант установится принципиально невозможно. Ясно только то, что это будет один из возможных вариантов, которым и определиться весь последующий ход процесса. Другими словами, только по внешним признакам невозможно определить как далеко система находится от критического состояния, поэтому и получаемые данные должны отличаться от опыта к опыту. Из сказанного следует, что в конкретном эксперименте априори можно дать только вероятностную оценку развития процесса во времени. Из (1.7) также следует, что если значения Ь в силу случайных причин будут подвержены разбросу по, например, нормальному закону, то разброс значений Т' будет подчиняться логнормальному